Microscopie électronique

Introduction

Inauguré en 2011, le Centre de produits de microscopie électronique Hitachi, d’une valeur de 15 millions de dollars, est à la fine pointe de la technologie en matière de services, d’outils et de techniques de microscopie.

C’est au Centre que l’on trouve le premier microscope électronique environnemental en transmission (MEET) à l’extérieur du Japon. On y trouve aussi deux microscopes électroniques en transmission (MET), deux microscopes électroniques par balayage (MEB), ainsi qu’un service de traitement de données et de préparation d’échantillons.

L’espace

Tous nos microscopes se situent dans des salles de caractérisation distinctes ayant de très faibles niveaux de perturbations électromagnétiques, de variations de températures et de vibrations mécaniques, pour assurer des résultats optimaux.

Cet environnement ultramoderne est idéal pour l’enseignement et la recherche, et il offre aux clients potentiels la chance de découvrir les plus récents instruments Hitachi avant d’en faire l’achat.

Nos services

Notre centre est voué à des projets qui ont d’importantes répercussions et des frais s’appliquent à la plupart des activités. Les chercheurs peuvent solliciter de l’aide pour couvrir les coûts du temps de faisceau.

Microscopie électronique en transmission

L’INNT est muni des trois microscopes électroniques en transmission suivants :

  • Microscope électronique environnemental en transmission Hitachi H-9500 (MEET)
  • Microscope électronique en transmission en science des matériaux Hitachi HF 3300
  • Microscope électronique en transmission pour matériaux mous JEOL 2200 FS

Ces instruments de grande puissance produisent des images en deux dimensions de haute résolution et permettent de nombreuses applications en nanotechnologie.

Microscope électronique environnemental en transmission Hitachi H-9500 (MEET)

H-9500

Ce microscope permet d’étudier in situ les réactions chimiques d’échantillons liquides et gazeux.

En offrant des conditions de basse pression (environ 10-8 Torr), le MEET assure un faible taux de contamination des échantillons et peu d’effet sur les gaz présents dans les expériences in situ.

L’instrument peut chauffer les échantillons à des températures dépassant 1500oC lors de l’exposition de divers gaz ou de l’étude d’échantillons liquides à plus de 300oC.

Les capacités d’analyse de l’instrument incluent :

  • la spectroscopie de pertes d’énergie des électrons et
  • la spectrométrie par dispersion de l’énergie des rayons X pour analyse chimique.

Le MEET offre aussi les capacités d’imagerie et de diffraction d’un MET standard, ce qui permet l’étude de la structure et la morphologie d’échantillons.

Microscope électronique en transmission en science des matériaux Hitachi HF 3300

HF3300

Cet instrument de pointe est un MET-MEBT de 300 kV muni d’un filtre d’image Gatan Tridium (GIF).

Sa technologie de canon à émission de champ froid (CFEG) présente des performances supérieures de spectroscopie et de grandes capacités d’interférométrie électronique.

La combinaison de techniques de microscopie électronique quantitative de cet instrument le rend unique en son genre.

La souplesse et l’excellente stabilité du microscope, tant au plan mécanique qu’électrique, permettent aux chercheurs de repousser les limites de la microscopie électronique, et d’analyser des échantillons particulièrement difficiles.

Ce microscope est conçu principalement pour traiter des échantillons en science des matériaux en utilisant les techniques suivantes :

  1. Imagerie MET à haute résolution (MET HR) en mode conventionnel (faisceau parallèle) et en mode balayage (MEBT)
  2. Spectroscopie de perte d’énergie des électrons à haute résolution avec une sonde d’environ 0,2 nm et un fort courant de faisceau
  3. Holographie des électrons hors axe, interférométrie à trois faisceaux et holographie MEBT
  4. Diffraction électronique avec mode de faisceau parallèle (le canon à émission de champ froid permet une très petite taille de sonde) et mode de faisceau convergent
  5. Cartographie et analyse chimique par spectrométrie par dispersion d’énergie (EDS)

Une grande variété de supports et de capteurs sont disponibles pour cet instrument.

Microscope électronique en transmission pour matériaux mous JEOL 2200 FS

photo_jeol_2200

Ce microscope est un instrument à émission de champ Schottky de 200 kV muni d’un filtre dans la colonne qui permet l’acquisition d’images d’énergie filtrée et de diagrammes de diffraction tant sur les plaques d’image que sur la caméra CCD à balayage lent. La source Schottky de cet instrument est suffisamment robuste pour permettre l’analyse d’échantillons organiques.

Les techniques utilisables incluent :

  1. Imagerie MET cryogénique, tant en mode faisceau parallèle conventionnel qu’en mode balayage
  2. Spectroscopie de pertes d’énergie des électrons à résolution moyenne d’énergie ainsi qu’imagerie et diffraction à filtrage d’énergie
  3. Diffraction électronique à filtrage d’énergie, tant en mode faisceau parallèle qu’en mode balayage
  4. Imagerie cryogénique et imagerie à haute inclinaison, ainsi que tomographie électronique à environ 0,3 nm de résolution
  5. Cartographie et analyse chimique par spectrométrie par dispersion d’énergie (EDS)

Une grande variété de supports et de capteurs sont disponibles pour cet instrument.

Microscopie électronique à balayage

Les microscopes électroniques à balayage sont des outils essentiels d’analyse et de recherche avancée en nanotechnologie.

Les deux microscopes électroniques à balayage (MEB) de l’INNT utilisent un faisceau d’électrons balayé ou tramé pour examiner la surface des échantillons. Cette technologie novatrice permet le grossissement et l’inspection d’images à l’échelle nanométrique.

À l’aide d’un MEB, nous recueillons l’information chimique de zones qui mesurent de quelques millimètres carrés à un micromètre (un millionième de mètre) pour des échantillons épais et 50 nm pour des échantillons minces.

Nos inspections typiques avec un MEB donnent de l’information importante sur la topographie, la morphologie et la composition élémentaire d’un échantillon.

Nos instruments

À l’INNT, vous trouverez une vaste gamme d’instruments pour satisfaire vos besoins en microscopie électronique à balayage, dont les modèles suivants :

  • Hitachi S-5500
  • Microscope électronique à balayage à haute résolution Hitachi S4800
  • Microscope électronique à balayage à pression élevée Hitachi S3000N
  • Système à double colonne (FIB-MEB)

Hitachi S-5500

photo_hitachi_s5500

Ce microscope est un des MEB disposant de la meilleure résolution au monde, avec une résolution de 0,4 nm à 30 kV et 1,6 nm à 1 kV.

Il permet des observations de morphologie jusqu’à la structure moléculaire ou atomique de différents matériaux, dépassant de loin les performances d’un MEB conventionnel.

En plus des modes d’imagerie en électrons secondaires (SE) et imagerie en électrons rétrodiffusés (BSE), les deux MEBT avec détecteur à champ clair et détecteur à champ sombre permettent la capture d’image et l’ajustement de l’angle simultanément.

Microscope électronique à balayage à haute résolution Hitachi S4800

S4800

Le modèle S4800 est un microscope électronique à balayage à émission de champ froid doté de plusieurs caractéristiques de pointe dont le fonctionnement à faible énergie des électrons incidents et un filtre ExB entre les lentilles.

L’avantage principal de cet instrument est sa capacité d’accéder à plusieurs signaux non traités comme le signal de l’échantillon, le signal de référence et le signal du moniteur de courant du faisceau.

Ce microscope comporte un accès distinct à chacune de ses lentilles et ses électrodes, simplifiant ainsi le développement de détecteurs additionnels et d’améliorations en microscopie électronique à balayage semi-quantitative.

Microscope électronique à balayage à pression élevée Hitachi S3000N

photo_hitachi_s3000n

Ce type de MEB à pression variable est capable d’analyser des échantillons non conducteurs et des échantillons humides, ce qui serait impossible avec les méthodes d’un MEB conventionnel.

Ce microscope est idéal pour l’inspection d’échantillons biologiques ou de polymères lorsque les nanostructures fragiles doivent être préservées pendant la préparation des échantillons ou lorsque les méthodes de microscopie électronique conventionnelle ne conviennent pas.

Le MEB S30000N utilise un filament de tungstène qui convient à l’imagerie de résolution moyenne. Il est conçu pour l’imagerie à des pressions élevées et il est muni d’un détecteur d’électrons rétrodiffusés à quatre quadrants, en plus d’un spectromètre à dispersion d’énergie des rayons X pour la microanalyse chimique.

Système à double colonne (FIB-MEB)

photo_fib_sem

Le Hitachi NB5000 et le Zeiss NVision 40­, combinent en un seul appareil leurs capacités d’émission à haute résolution d’un microscope électronique à balayage (MEB) et d’un faisceau d’ions focalisé (FIB).

Le système permet de simultanément sectionner un échantillon avec le faisceau d’ions focalisé et l’analyser à l’aide du microscope électronique à balayage, offrant parfois des données tridimensionnelles de nature structurelle et chimique à une échelle inférieure à 10 nm.

L’instrument est fréquemment utilisé pour le prototypage de dispositifs et de capteurs micromécaniques ou nano-mécaniques, ainsi que pour la préparation sur place d’échantillons avant la microscopie électronique en transmission.

Services de préparation d’échantillons et de calcul

À l’INNT, des professionnels qualifiés sont disponibles pour vous aider tout au long de votre projet, de la découverte à la production.

Installation de préparation d’échantillons

Les utilisateurs de microscope électronique en transmission et de microscope électronique à balayage sont encouragés à profiter pleinement de nos installations de préparation des échantillons, où ils trouveront les outils suivants :

  • polisseur ionique
  • coucheuse à carbone
  • chambre de croissance de carbone ultramince
  • microtome cryogénique
  • appareils d’affutage, de creusage et de polissage d’échantillons

Calcul et traitement de données

L’équipe d’experts de l’INNT est familière avec les plus récents instruments et est consciente de la complexité de votre recherche. Nous sommes disponibles et prêts à vous aider dans le traitement de données et les simulations.